• Może pomóc genetykom w badaniu istotnych kwestii, takich jak oporność na środki przeciwbakteryjne
• Rozwiąże elementy genetyczne wspólne ze względu na wspólne pochodzenie od tych wspólnych ze względu na ewolucję
• Praca jest wynikiem czteroletniej międzynarodowej współpracy.

Aston University współpracował z międzynarodowymi partnerami, aby opracować pakiet oprogramowania, który pomoże naukowcom odpowiedzieć na kluczowe pytania dotyczące czynników genetycznych związanych ze wspólnymi cechami różnych gatunków.

Nazywa się CALANGO (analiza porównawcza z komponentami genomowymi opartymi na adnotacjach), może pomóc genetykom w badaniu istotnych kwestii, takich jak oporność na środki przeciwbakteryjne i ulepszanie upraw rolnych.

Ta praca CALANGO: narzędzie genomiki porównawczej uwzględniające filogenezę do odkrywania ilościowych powiązań między genotypem a fenotypem u różnych gatunków został opublikowany w czasopiśmie Patterns. Jest to wynik czteroletniej współpracy między Uniwersytetem Aston, Uniwersytetem Federalnym Minas Gerais w Brazylii oraz innymi partnerami z Brazylii, Norwegii i USA.

Podobieństwa między gatunkami mogą wynikać albo ze wspólnego pochodzenia (homologia), albo ze wspólnych nacisków ewolucyjnych (ewolucja zbieżna). Na przykład kruki, gołębie i nietoperze mogą latać, ale pierwsze dwa to ptaki, podczas gdy nietoperze to ssaki.

Oznacza to, że biologia lotu kruków i gołębi prawdopodobnie ma wspólne aspekty genetyczne ze względu na ich wspólne pochodzenie. Oba gatunki potrafią latać współcześnie, ponieważ ich ostatni wspólny przodek – ptak-przodek – również był organizmem latającym.

Z kolei nietoperze mają zdolność latania dzięki potencjalnie innym genom niż te u ptaków, ponieważ ostatni wspólny przodek ptaków i ssaków nie był zwierzęciem latającym.

Rozplątanie elementów genetycznych wspólnych ze względu na wspólne pochodzenie od tych wspólnych ze względu na wspólne naciski ewolucyjne wymaga wyrafinowanych modeli statystycznych, które uwzględniają wspólne pochodzenie.

Jak dotąd stanowiło to przeszkodę dla naukowców, którzy chcieli zrozumieć pojawianie się złożonych cech u różnych gatunków, głównie ze względu na brak odpowiednich ram do badania tych powiązań.

Nowe oprogramowanie zostało zaprojektowane tak, aby efektywnie uwzględniać ogromne ilości danych genomowych, ewolucyjnych i funkcjonalnych w celu zbadania mechanizmów genetycznych leżących u podstaw podobnych cech między różnymi gatunkami mającymi wspólnych przodków.

Chociaż modele statystyczne użyte w narzędziu nie są nowe, po raz pierwszy zostały one połączone w celu wydobycia nowych spostrzeżeń biologicznych z danych genomowych.

Technika ta ma potencjał zastosowania w wielu różnych obszarach badań, umożliwiając naukowcom dogłębną analizę ogromnych ilości danych genetycznych z otwartego źródła, należących do tysięcy organizmów.

dr Felipe Campelo z Wydziału Informatyki Kolegium Inżynierii i Nauk Fizycznych Uniwersytetu Aston, powiedział: „Istnieje wiele ekscytujących przykładów zastosowania tego narzędzia do rozwiązywania głównych problemów, przed którymi stoimy dzisiaj. Obejmują one badanie koewolucji bakterii i bakteriofagów oraz odkrywanie czynników związanych z rozmiarem rośliny, co ma bezpośrednie implikacje zarówno dla rolnictwa, jak i ekologii”.

„Do dalszych potencjalnych zastosowań należy wspieranie badań nad opornością bakterii na antybiotyki oraz wydajności gatunków roślin i zwierząt o znaczeniu gospodarczym”.

Korespondent, autor badania, dr Francisco Pereira Lobo z Wydziału Genetyki, Ekologii i Ewolucji Uniwersytetu Federalnego Minas Gerais w Brazylii, powiedział: „Większość różnic genetycznych i fenotypowych występuje między różnymi gatunkami, a nie w ich obrębie. Nasze nowo opracowane narzędzie umożliwia generowanie dających się przetestować hipotez dotyczących powiązań genotyp-fenotyp u wielu gatunków, co umożliwia ustalanie priorytetów celów do późniejszej charakterystyki eksperymentalnej”.

Aby uzyskać więcej informacji na temat studiowania komputera od czasu studiów na Uniwersytecie Aston, odwiedź stronę